[发明专利]一种检测列车风机故障的轨边声学系统

说明书

本发明公开了一种检测列车风机故障的轨边声学系统,包括用于信号采集的轨边信号采集系统、用于对轨边信号采集系统进行控制的现场控制中心；所述轨边信号采集系统包括声学采集单元、计轴测速定位单元、影像采集单元、列车信息采集单元；所述现场控制中心包括供电单元、网络通信单元、列车信息分析单元、采集信息分析单元。通过声学诊断的方式，在动车组通过检测区域时，自动检测车体两侧(车下)风机如列车空调风机、换气装置风机、牵引冷却风机、牵引变压器风机、牵引变流器风机等是否出现异音异响，并分析出现异响风机的具体位置。

技术领域

本发明涉及一种自动检测车体两侧(车下)风机如列车空调风机、换气装置风机、牵引冷却风机、牵引变压器风机、牵引变流器风机等是否出现异音异响类故障的装置。

背景技术

中国高铁发展迅速，动车车辆已拥有相当的保有量，人们已不仅仅要求享受动车组列车带来的安全快捷，更对出行工具的安静舒适度提出了更高的要求。

有别于普通铁路客车，动车组为分散动力，电力驱动系统分布于各节车厢，包括数量众多的牵引电机、牵引变压器、牵引变流器，由于存在运行热量，依赖大量牵引类冷却风机降温，风机的故障会导致冷却对象高温报警，列车自动限速运行。包括冷却风机在内，列车的存在空调风机，用于车内通风换气，有些风机故障造成巨大噪音，严重影响乘坐舒适度；更有一些风机轴承卡滞，润滑油燃烧产生的烟雾进入车厢引起乘客恐慌。目前，这些动车组风机的机械故障主要依靠人工侦听，如随车机械师在列车行驶过程中的侦听和接车员在动车组列车入库时通过眼看耳听来实现检测。该方法操作简单但极度依赖个人经验，无明确的量化的检修工艺，不能进行有效传递，易导致误检、漏检。本专利是针对铁路列车的动车组风机故障自动诊断系统，尚属首次提出，因此主要解决了在铁路安全检测自动化检测、数字化处理和记录、数据可追踪的整体要求方面，人工检测方法所不能实现的功能。

既有的风机检测或监测专利实现了将检测组件安装于风机本体的检测方案，而铁路列车风机的风机种类和数量多，车体本身布线和安装位置十分有限，大量车载监控组件安装带来极高成本，后期若检测装置出现问题，维护也较困难。库内移动式检测方案，每次只能针对一组列车，需要人工介入，对于进场不进库的列车，其检测存在不能覆盖所有入库列车的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种检测列车风机故障的轨边声学系统,通过声学诊断的方式，在动车组通过检测区域时，自动检测车体两侧(车下)风机如列车空调风机、换气装置风机、牵引冷却风机、牵引变压器风机、牵引变流器风机等是否出现异音异响，并分析出现异响风机的具体位置。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种检测列车风机故障的轨边声学系统,包括用于信号采集的轨边信号采集系统、用于对轨边信号采集系统进行控制的现场控制中心；所述轨边信号采集系统包括声学采集单元、计轴测速定位单元、影像采集单元、列车信息采集单元；所述现场控制中心包括供电单元、网络通信单元、列车信息分析单元、采集信息分析单元。

作为一种改进，所述声学采集单元包括对称设置在铁轨两侧的主声学机柜与副声学机柜；所述主声学机柜内安装有麦克风、模数转换设备、轨边环境信息采集模块以及轨边系统控制单元；所述副声学机柜内设置有副麦克风，所述副麦克风与主声学机柜内的模数转换设备相连。

作为一种改进，所述麦克风的收音膜片，位于主声学机柜声学腔体的抛物面焦点；所述副麦克风的收音膜片位于副声学机柜声学腔体的抛物面焦点。用于增强麦克风集音信噪比，约束集音区域提高声音采集指向性，对非正对腔体的声源起到屏蔽作用。所谓抛物面焦点,即与雷达天线类似，当收集声音的器件(这里就是麦克风收音膜片)位于抛物面的焦点时，凡是能够平行于法线的声音传播过来后，都可以经抛物面反射至焦点处，从而让麦克风收集到更多的有用信号，而对于非平行于法线传播而来的声音信号，将不会汇聚到抛物面焦点，即不会被麦克风采集，从而极大削弱抛物面腔体口径以外声音的传入，减少杂散信号的干扰。